[發明專利]用于從高硅鋁合金提取硅的裝置及其提取方法

無效

• 申請號: 201210187020.5
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102745695A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 閻峰云;吳東旭;陳體軍;馬穎;黃曉鋒;李元東
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

1.用于從高硅鋁合金提取硅的裝置，有一個向熔化的高硅鋁合金提供保護氣氛的保護氣體瓶（17），其特征在于第一電機（6）與第一減速器（5）連接，組成旋轉機構，攪拌桿（13）的中部位置處與第一減速器（5）連接，減速器（5）能夠驅動攪拌桿（13）旋轉，第二電機（7）與第二減速器（8）、升降桿（9）和導軌（10）組成升降機構，攪拌桿13與安裝在固定平臺12上的軸承18連在一起，固定平臺（12）與導軌（10）連在一起，升降機構能夠驅動攪拌桿（13）上下移動，攪拌桿（13）的上端與升降桿（9）連接，攪拌桿（13）的下端連接有聚集底座（16），石墨坩堝（14）安裝在電阻爐（15）中，攪拌桿（13）能夠驅動聚集底座（16）在石墨坩堝（14）中進行旋轉運動和升降運動。

2.根據權利要求1所述的用于從高硅鋁合金提取硅的裝置，其特征在于氣體冷卻桿（21）與干燥瓶（23）、冷卻氣體瓶（24）組成冷卻機構，攪拌桿（13）內設有氣體冷卻桿（21），干燥瓶（23）一端的管路與冷卻氣體瓶（24）連接，干燥瓶（23）另一端的管路與加熱管（22）連接，加熱管（22）連接氣體進口（11），氣體進口（11）連接氣體冷卻桿（21），固定平臺（12）上端開設有用于排出氣體的氣體出口（20）,?氣體出口（20）與攪拌桿（13）和氣體冷卻桿（21）形成的空腔相通。

3.根據權利要求1所述的用于從高硅鋁合金提取硅的裝置，其特征在于攪拌桿（13）和聚集底座（16）材質為耐高溫陶瓷。

4.根據權利要求1所述的用于從高硅鋁合金提取硅的裝置，其特征在于聚集底座（16）為U型，或者為平面型，聚集底座（16）的下部和側部設有間距為10～50mm，直徑為4～8mm的通孔。

5.從高硅鋁合金提取硅的方法，采用如權利要求1所述用于從高硅鋁合金提取硅的裝置，其步驟為：

（1）將高硅鋁合金放入石墨坩堝（14）中加熱到800～1100℃，或高硅鋁合金液由其他熔煉爐中熔煉后導入到本裝置的石墨坩堝（14）中；

（2）通入保護氣體，使合金充分熔化后，保溫5～30分鐘；或高硅鋁合金液由其他熔煉爐中熔煉后導入到本裝置的石墨坩堝（14）中，調整熔化溫度，使其處于完全熔化均勻狀態；

（3）以階段降溫方式凝集硅：每次降溫幅度為2～10℃，每個階段保溫5～30min；

（4）以0.5～30n/min的速度攪拌高硅鋁合金液，攪拌時間0.5～2min，攪拌完成后，攪拌桿（13）以0.5～10mm/min的速度上下移動，移動速度為0.5～10mm/min，移動幅度為0～10mm，每個階段移動時間1～5min，移動后回復到原始位置；

（5）上述階段完成后，進入下一個重復降溫階段；或以連續降溫方式凝集硅：降溫速度為0.2～10℃/min，攪拌和上下移動采用間歇攪拌和移動方式，或者是連續工作，工作參數如前；

（6）上述降溫過程通過打開冷卻機構實現；

（7）待溫度降到650～620℃時，將聚集底座（16）提出；

（8）將提取出的含鋁的結晶硅放入鹽酸中浸泡溶鋁，然后過濾；

（9）將過濾出的硅用去離子水清洗干燥，得到晶體硅。

6.根據權利要求5所述的從高硅鋁合金提取硅的方法，其特征在于保護氣體為氬氣或氮氣。

7.根據權利要求5所述的從高硅鋁合金提取硅的方法，其特征在于按質量百分數，高硅鋁合金中硅的含量為20～60%。